Mass calibration of DES Year-3 clusters via SPT-3G CMB cluster lensing
B. Ansarinejad, S. Raghunathan, T. M. C. Abbott, P. A. R. Ade, M. Aguena, O. Alves, A. J. Anderson, F. Andrade-Oliveira, M. Archipley, L. Balkenhol, K. Benabed,… 展开作者
B. Ansarinejad, S. Raghunathan, T. M. C. Abbott, P. A. R. Ade, M. Aguena, O. Alves, A. J. Anderson, F. Andrade-Oliveira, M. Archipley, L. Balkenhol, K. Benabed, A. N. Bender, B. A. Benson, E. Bertin, F. Bianchini, L. E. Bleem, S. Bocquet, F. R. Bouchet, D. Brooks, L. Bryant, D. L. Burke, E. Camphuis, J. E. Carlstrom, A. Carnero Rosell, J. Carretero, F. J. Castander, T. W. Cecil, C. L. Chang, P. Chaubal, P. M. Chichura, T. -L. Chou, A. Coerver, M. Costanzi, T. M. Crawford, A. Cukierman, L. N. da Costa, C. Daley, T. M. Davis, T. de Haan, S. Desai, J. De Vicente, K. R. Dibert, M. A. Dobbs, P. Doel, A. Doussot, C. Doux, D. Dutcher, W. Everett, C. Feng, K. R. Ferguson, I. Ferrero, K. Fichman, A. Foster, J. Frieman, S. Galli, A. E. Gambrel, J. García-Bellido, R. W. Gardner, E. Gaztanaga, F. Ge, G. Giannini, N. Goeckner-Wald, S. Grandis, R. A. Gruendl, R. Gualtieri, F. Guidi, S. Guns, G. Gutierrez, N. W. Halverson, S. R. Hinton, E. Hivon, G. P. Holder, D. L. Hollowood, W. L. Holzapfel, K. Honscheid, J. C. Hood, N. Huang, D. J. James, F. Kéruzoré, L. Knox, M. Korman, C. -L. Kuo, A. T. Lee, S. Lee, K. Levy, A. E. Lowitz, C. Lu, A. Maniyar, J. L. Marshall, J. Mena-Fernández, F. Menanteau, R. Miquel, M. Millea, J. J. Mohr, J. Montgomery, Y. Nakato, T. Natoli, G. I. Noble, V. Novosad, R. L. C. Ogando, Y. Omori, S. Padin, A. Palmese, Z. Pan, P. Paschos, M. E. S. Pereira, A. Pieres, A. A. Plazas Malagón, K. Prabhu, W. Quan, A. Rahlin, M. Rahimi, C. L. Reichardt, K. Reil, A. K. Romer, M. Rouble, J. E. Ruhl, E. Sanchez, D. Sanchez Cid, E. Schiappucci, I. Sevilla-Noarbe, G. Smecher, M. Smith, J. A. Sobrin, A. A. Stark, J. Stephen, E. Suchyta, A. Suzuki, M. E. C. Swanson, C. Tandoi, G. Tarle, K. L. Thompson, B. Thorne, C. Trendafilova, C. Tucker, C. Umilta, J. D. Vieira, G. Wang, N. Weaverdyck, N. Whitehorn, P. Wiseman., W. L. K. Wu, V. Yefremenko, M. R. Young, J. A. Zebrowski
备注：
23 pages, 9 figures, accepted for publication in JCAP. Minor changes and corrections have been made relative to v1
我们利用来自 SPT-3G 的宇宙微波背景（CMB）温度数据，测量了 Dark Energy Survey Year 3（DES Y3）redMaPPer 样本中星系团方向上的叠加透镜信号；SPT-3G 是南极望远镜（South Pole Telescope，SPT）上的第三代 CMB 相机。我们使用由 SPT-3G“Main”巡天最初2年数据构建的温度图来估计透镜信号，这些数据覆盖南天1500 deg²。随后，我们将该信号用作 DES 样本平均星系团质量的代理量。在本研究中，我们采用三个版本的 redMaPPer 星表：包含8865个星系团的 Flux-Limited 样本、包含5391个星系团的 Volume-Limited 样本，以及包含4450个星系团的 Volume&Redshift-Limited 样本。对于这三个样本，我们得到的平均星系团质量分别为 M_200m = 1.66±0.13 [统计]±0.03 [系统]、1.97±0.18 [统计]±0.05 [系统] 和 2.11±0.20 [统计]±0.05 [系统] ×10^14 M_⊙。相对于以往几代 SPT 巡天的测量精度，这提升了约2倍，并且是迄今为止利用 CMB 星系团透镜效应获得的最具约束力的星系团质量测量。总体而言，我们发现本文结果与以往研究给出的 redMaPPer 质量-富度度标关系所得质量之间不存在显著张力；这些关系曾利用 CMB 星系团透镜、光学弱透镜以及来自 DES、SDSS 和 Planck 数据各种组合的速度弥散测量进行校准。随后，我们将样本划分为3个红移区间和3个富度区间，发现在这些区间内与经光学弱透镜校准的质量没有显著张力。我们预测，在使用完整 SPT-3G 巡天、同时利用温度和偏振数据，并纳入来自“Extended” SPT-3G 巡天额外约1400 deg²的观测时，对 DES Y3 样本平均星系团质量的约束可达到5.7%。
英文摘要：
We measure the stacked lensing signal in the direction of galaxy clusters in the Dark Energy Survey Year 3 (DES Y3) redMaPPer sample, using cosmic microwave background (CMB) temperature data from SPT-3G, the third-generation CMB camera on the South Pole Telescope (SPT). We estimate the lensing signal using temperature maps constructed from the initial 2 years of data from the SPT-3G 'Main' survey, covering 1500 deg$^2$ of the Southern sky. We then use this signal as a proxy for the mean cluster mass of the DES sample. In this work, we employ three versions of the redMaPPer catalogue: a Flux-Limited sample containing 8865 clusters, a Volume-Limited sample with 5391 clusters, and a Volume&Redshift-Limited sample with 4450 clusters. For the three samples, we find the mean cluster masses to be ${M}_{200{\rm{m}}}=1.66\pm0.13$ [stat.]$\pm0.03$ [sys.], $1.97\pm0.18$ [stat.]$\pm0.05$ [sys.], and $2.11\pm0.20$ [stat.]$\pm0.05$ [sys.]$\times{10}^{14}\ {\rm{M}}_{\odot }$, respectively. This is a factor of $\sim2$ improvement relative to the precision of measurements with previous generations of SPT surveys and the most constraining cluster mass measurements using CMB cluster lensing to date. Overall, we find no significant tensions between our results and masses given by redMaPPer mass-richness scaling relations of previous works, which were calibrated using CMB cluster lensing, optical weak lensing, and velocity dispersion measurements from various combinations of DES, SDSS and Planck data. We then divide our sample into 3 redshift and 3 richness bins, finding no significant tensions with optical weak-lensing calibrated masses in these bins. We forecast a $5.7\%$ constraint on the mean cluster mass of the DES Y3 sample with the complete SPT-3G surveys when using both temperature and polarization data and including an additional $\sim1400$ deg$^2$ of observations from the 'Extended' SPT-3G survey.
SPT-3G D1: CMB temperature and polarization power spectra and cosmology from 2019 and 2020 observations of the SPT-3G Main field
Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Institut d’Astrophysique de Paris（巴黎天体物理研究所）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics（卡弗里宇宙学物理研究所）；Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology（卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所）；Stanford University（斯坦福大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
Improving cosmological constraints from galaxy cluster number counts with CMB-cluster-lensing data: Results from the SPT-SZ survey and forecasts for the future
CMB Lensing Reconstruction Using Two Years of Temperature Data from the SPT-3G Summer Survey
University of Melbourne（墨尔本大学）；National Center for Supercomputing Applications（国家超级计算应用中心）；Sorbonne Université（索邦大学）；Institut d’Astrophysique de Paris（巴黎天体物理学研究所）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；Department of Astronomy and Astrophysics, University of Chicago（芝加哥大学天文与天体物理系）
SPT-3G D1: Quadratic-Estimator CMB Lensing Reconstruction and Cosmology
University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理研究所）；NSF-Simons AI Institute for the Sky (SkAI)（NSF-Simons 天空人工智能研究所 (SkAI)）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Stanford University（斯坦福大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Institut d’Astrophysique de Paris（巴黎天体物理学研究所）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；Department of Astronomy, University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校天文学系）
Multichroic TES Bolometers and Galaxy Cluster Mass Scaling Relations with the South Pole Telescope
南极望远镜（英语：South Pole Telescope）是一个高分辨率的微波频率望远镜，用于观测宇宙微波背景（CMB）。到目前为止，已经在SPT上安装了两台摄像机，对CMB进行了两次调查，第一次是强度调查（SPT-SZ），第二次是强度和偏振调查（SPTpol）。目前正在开发第三代偏振敏感相机（SPT-3G）。本论文介绍了工作跨越所有三个仪器上的SPT。我提出我的工作在时间颠倒的顺序，遵循仪器开发，部署和分析的规范叙述。首先，新的3波段多色过渡边缘传感器（TES）的SPT-3G实验测辐射热计的开发和测试进行了详细说明，其次是频率复用低温读出电子的SPTpol实验的开发和部署，并得出结论与SPT-SZ仪器所采取的数据分析。我描述了一个贝叶斯似然为基础的方法，我开发的测量综合康普顿化（YSZ）的星系团的Sunyaev-Zel 'dovich（SZ）效应，并限制星系团YSZ质量标度关系的发展。
SPT-3G D1: Maps of the millimeter-wave sky from 2019 and 2020 observations of the SPT-3G Main field
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所）；Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Institut d’Astrophysique de Paris（巴黎天体物理研究所）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；AIM（物质与宇宙研究实验室）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
SPT-3G D1: Axion Early Dark Energy with CMB experiments and DESI
Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Institut d’Astrophysique de Paris（巴黎天体物理学研究所）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理研究所）；Department of Astronomy and Astrophysics, University of Chicago（芝加哥大学天文与天体物理系）；School of Physics, University of Melbourne（墨尔本大学物理学院）；School of Physics and Astronomy, Cardiff University（卡迪夫大学物理与天文学院）；High-Energy Physics Division, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室高能物理部）
Cross-correlation of SPT-3G D1 CMB lensing and DES Y3 galaxy lensing
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；University of Chicago（芝加哥大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Melbourne（墨尔本大学）；Sorbonne Université（索邦大学）
SPT-3G+: A Cosmic Microwave Background Experiment for the South Pole Telescope
University of Chicago（芝加哥大学）；Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of New Mexico（新墨西哥大学）；Cardiff University（卡迪夫大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
